数控刀具及选用.doc

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1、第2章　数控刀具及选用2.1数控机床刀具的特点数控机床刀具的特点是标准化、系列化、规格化、模块化和通用化。为了达到高效、多能、快换、经济的目的，对数控机床使用的刀具有如下要求：（1）具有较高的强度、较好的刚度和抗振性能；（2）高精度、高可靠性和较强的适应性；（3）能够满足高切削速度和大进给量的要求；（4）刀具耐磨性及刀具的使用寿命长，刀具材料和切削参数与被加工件材料之间要适宜；（5）刀片与刀柄要通用化、规格化、系列化、标准化，相对主轴要有较高位置精度，转位、拆装时要求重复定位精度高，安装调整方便。2.2金属切削刀具的主要角度从属切削刀具的种

2、类繁多，但它们的切削部分都可以近似地用外圆车刀的切削部分来描述。确定刀具角度的正交平面参考系和车削刀具几何角度如图所示。图正交平面参考系图车削刀具几何角度车刀的五个基本角度：（1）前角γo：是前刀面切削平面之间的夹角，表示前刀面的倾斜程度。（2）后角αo：是主后刀面与切削平面之间的夹角，表示主后刀面倾斜的程度。（3）主偏角κτ：是主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角；（4）副偏角κτˊ：是副切削刃在基面上的投影与进给运动方向之间的夹角；（5）刃倾角λ0：是主切削刃与基面之间的夹角。刀具主要角度的选择原则：前角。增大前角，切屑易流出，可

3、使切削力减少，切削很轻快。但前角过大，刀刃强度降低。后角。增大后角可减少刀具后刀面与工件之间的摩擦。但后角过大，刀刃强度降低。主偏角。在切削深度和进给量不变的情况下，增大主偏角，可使切削力沿工件轴向力加大，径向力减小，有利于加工细长轴并减小振动。刃倾角。增大刃倾角有利于承受冲击。刃倾角为正值时，切屑向待加工方向流动；刃倾角为负值时，切屑向已加工面方向流动。通常，精车时取0~4°；粗加工时取－10°～－5°。2.3刀具常用材料刀具切削部分的材料应具备如下性能：高的硬度，足够的强度和韧性，高的耐磨性，高的耐热性，良好的加工工艺性。刀具材料：高速

4、钢(俗称白钢刀条)，硬质合金，陶瓷，立方氮化硼(CBN)，聚晶金刚石(PCD)。数控机床上常用高速钢刀具和硬质合金刀具。材料越硬就越脆，越耐磨，在使用时需要高速平稳，防止冲击和振动。碳素工具钢和合金工具钢的红硬性较差，已很少使用。一、高速钢高合金工具钢，具有良好的工艺性，能制成复杂的刀具。高速钢刀具使用前需要使用者自行刃磨，因此，适合于特殊需要的非标准刀具。二、硬质合金比高速钢硬得多。允许的切削速度比高速钢高4~10倍，切削速度可达100m/min以上。国际标准化组织规定，切削加工用硬质合金按其排屑类型和被加工材料分为三大类：K类、P类、和

5、M类，类似于国家标准中的YG类、YT类、和YW类。根据被加工材料及适用的加工条件，每大类中又分为若干组，用两位阿拉伯数字表示，每类中组号数字越大，其耐磨性越低、韧性越高，因此，组号数字越大，可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。从另一个方面讲，组号数字越小，硬度越高，韧性越差，适用于精加工；反之，组号数字越大，适用于粗加工。硬质合金的常见类型：1.钨钴类钨钴类（WC+Co）硬质合金由碳化钨和钴组成。ISO标准代号是K类，常用牌号有国内代号为YG。常用牌号有YG3、YG6、YG8等。适合加工短切屑黑色金属（铸铁），有色金属以及非金

6、属。2.钨钛钴类钨钛钴类（WC+TiC+Co）硬质合金由碳化钨、碳化钛和钴组成。ISO标准代号是P类，国内代号为YT。常用牌号有YT5、YT14、YT15、YT30等。适合加工长切屑黑色金属（塑性好的材料低碳钢），常用于加工钢材。我们经常使用YT15。3.钨钛钴钽（铌）类钨钛钴钽（铌）类（WC+TiC+TaC（Nb）+Co）硬质合金由碳化钨、碳化钛、碳化钽（碳化铌）和钴组成。ISO标准代号是M类，国内代号为YW。常用牌号有YW1、YW2等。综合性能好，既可加工铸铁又可加工钢材及有色金属，常用于不锈钢。K、P、M类合金切削用量的选择规律K类K

7、01K10K20K30K40P类P01P05P10P15P20P25P30P40P50M类M10M20M30M40进给量背吃刀量切削速度三、陶瓷陶瓷特耐高温，在2000度条件下，仍具有高的硬度，非常耐磨，耐磨性是硬质合金的5倍，但是，韧性很低，不能承受冲击，适用于精加工和高速切削。四、立方氮化硼有极好的耐磨性，极高的热稳定性和优良的化学稳定性。是在高温、高压条件下人工合成的新型刀具材料，其性能与金刚石相似，能高速切削淬火钢和耐热钢，是高速切削的首选刀具材料。立方氮化硼刀具适用于加工高硬度淬火钢、冷硬铸铁和高温合金材料。它不宜加工塑性大的钢件

8、和镍基合金，也不适合加工铝合金和铜合金，通常采用负前角的高速切削。五、聚晶金刚石即人工合成的金刚石，是在高温、高压下合成的新型刀具材料。硬度很高，耐磨性好(硬质合金的60～80倍